¿Por qué son osciladores de cristal se utiliza en los relojes en lugar de circuitos RLC?

Question

La sincronización de los relojes de cuarzo está regulada por un oscilador de cristal. Este oscilador de cristal de manera efectiva las formas de un circuito RLC. Si esto es así, ¿qué propiedades de un oscilador de cristal de tener que hace que sea ventajoso a través de un circuito RLC?

Answer 1

Osciladores de cristal son mucho más precisos, son pequeños, tienen bajos coeficientes de temperatura y de baja dispersión, a un bajo costo.

Answer 2

Un cristal de cuarzo es un resonador mecánico, con propiedades estables. El cuarzo es un material muy estable ... no es la "edad", o cambia mucho con la temperatura. También es posible preparar de cuarzo a ser muy puro y tiene propiedades constantes. El cuarzo es también ligeramente piezoeléctrico -- un campo eléctrico provoca una deformación, y una desviación genera una carga eléctrica.

Cuando se corta correctamente (con una orientación específica w.r.t el cristal ejes) y se monta correctamente, las propiedades mecánicas (básicamente rigidez) son independientes de la temperatura. Contactos en el cristal significa que una vibración mecánica genera una carga eléctrica, y cuando esté configurado correctamente (con un amplificador), todo el sistema puede ser hecho resonar en una frecuencia estable.

Eléctricamente esto puede ser modelado como una red RLC con propiedades similares. El RLC valores pueden ser sorprendente, por lo general, las fracciones de un fF de capacitancia y muchos enriques de la inductancia.

Answer 3

La razón es la exactitud. Para los condensadores de 2% se considera una muy buena tolerancia. No estoy seguro acerca de los inductores, pero espero es similar. Las resistencias son mejores que los condensadores o inductores.

Para poner estos números en perspectiva: 1% es equivalente a 36 segundos por hora o 14 minutos y 24 segundos por día, lo que sería totalmente inaceptable precisión de un reloj.

Answer 4

Mientras que un cristal de cuarzo puede ser modelado como un circuito RLC, que no es lo que realmente es.
El corte y dimensiones del cristal es resonante a una frecuencia en particular y esto puede ser mucho más determinado con precisión de un circuito discreto de R, L y C de.

Answer 5

Desde mi experiencia, un cristal es añadido en lugar de la sustitución de la RLC componentes de un oscilador. La razón por la que es ", añadió," es dar y mantener una frecuencia dada de forma más precisa que el uso de la RLC componentes. La razón por la que un cristal proporciona más precisión, es que puede ser fabricado a "más estrictos" tolerancias de la RLC componentes y su alta Q eléctrica de propiedad.